以太坊是什么？為什么說它是區塊鏈2.0的代表

2019-09-13 16:35:14

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供稿：網友

通過深入了解比特幣系統我們已經知道，區塊鏈是源自比特幣的底層技術，它讓我們可以無須借助任何第三方中介直接進行價值表示和價值轉移，它還給數字世界帶來了價值表示物——通證。區塊鏈將使互聯網從“信息互聯網”階段跨越到“價值互聯網”階段。

但區塊鏈技術要應用起來，還需要持續迭代升級。比特幣系統和它的區塊鏈都是專為創建一個去中心化的點對點電子現金而設計的。如果把比特幣系統看成區塊鏈 1.0，則以太坊是當之無愧的升級迭代版，是區塊鏈 2.0 的典范。

在過去這些年中出現了很多對比特幣系統的改進，如替代幣（altcoin）、替代鏈（alt chain）、側鏈與跨鏈等。曾被認為是替代鏈的以太坊，可能是對比特幣系統的眾多改進中被廣泛接受的一個。

過去幾年，基于以太坊區塊鏈、以太坊的智能合約和通證標準，大量的通證涌現，這使以太坊變成僅次于比特幣系統的熱門生態。在軟件層面，以太坊新加入的是智能合約，但在實際應用中，它真正帶來巨變的是通證。

現在，有不少新項目在認可以太坊是區塊鏈 2.0 的前提下，試圖競爭成為所謂的區塊鏈 3.0，試圖成為應用開發的新一代平臺，競爭才剛剛開始。

當下，對于區塊鏈的發展階段劃分，一個被普遍接受的分類來自區塊鏈研究者梅蘭妮·斯萬，在《區塊鏈：新經濟藍圖》一書中，她將區塊鏈分為：區塊鏈1.0，貨幣；區塊鏈2.0，合約；區塊鏈3.0，應用。從貨幣到合約、再到應用是一種階段分類，以太坊白皮書的題目即宣稱，它試圖成為智能合約和去中心化應用的平臺。

以太坊也在持續發展，隨著它的自身技術與功能的優化，它被開發者選用于更廣泛的應用開發，它或許可能往前進一步演化，成為用于應用的區塊鏈 3.0 中的一員，畢竟以太坊最初的設計目標就是成為智能合約和去中心化應用的平臺。

接下來，我們就來深入了解以太坊，并將之與比特幣系統對比，以了解它的特點。以太坊的創始人叫維塔利克·布特林，常被昵稱為“V神”。

詳解以太坊之一：智能合約與去中心化應用的平臺

維塔利克是如何逐步把以太坊發展起來的？從以太坊白皮書開始，我們來看看他的最初設想和之后一步步的歷程。

在以太坊白皮書中，維塔利克在分析了比特幣區塊鏈之后認為，在比特幣系統的基礎上開發高級應用有三種可行路徑：

建立一個新的區塊鏈。
在比特幣區塊鏈上使用腳本。
在比特幣區塊鏈上建立元協議（meta-protocol）。

維塔利克認為，比特幣系統的主要設計 UTXO（未使用的交易輸出）和其對應的腳本語言有缺陷，他總結認為它有以下四點不足（見圖1）：

缺少圖靈完備性（lack of turing-completeness）。盡管比特幣的腳本語言可以支持多種計算，但是它不能支持所有的計算。
價值盲（value-blindness）。UTXO 腳本不能為賬戶的取款額度提供精細的控制。
缺少狀態（lack of state）。UTXO 只能是已花費或者未花費狀態，這意味著 UTXO 只能用于建立簡單的、一次性的合約。
區塊鏈盲（blockchain-blindness）。UTXO 看不到區塊鏈的數據，比如區塊頭部的隨機數、時間戳和上一個區塊數據的哈希值。

維塔利克得出了自己的結論，他認為應當開發一個“下一代智能合約和去中心化應用平臺”。他把自己將要開發的系統命名為“以太坊”。

圖1：一張圖看清以太坊

在白皮書摘要部分，他這樣描述以太坊的目標：

以太坊的目標是，提供一個區塊鏈，內置有成熟的圖靈完備的編程語言，用這種語言可以創建合約來編碼，實現任意狀態轉換功能。

“狀態轉換”反映了維塔利克對比特幣系統和區塊鏈的認識。在白皮書中他認為，比特幣是一個狀態轉換系統，而他為以太坊設計了一個更靈活的狀態轉換系統。

以太坊的目標描述可以細分成以下三個部分：

維塔利克要創建一個新的區塊鏈。
這個區塊鏈的特色是，有一個能實現所有計算，即所謂的圖靈完備的腳本編程語言。
這個腳本語言可以用來創建復雜的“智能合約”，用以控制區塊鏈的狀態轉換，也即進行鏈上數字資產的轉移。

關于智能合約，在以太坊白皮書中，維塔利克用的詞匯是“實現預先設定規則的一段代碼”（implementing arbitrary rules）。在區塊鏈上，這些代碼的用途是控制鏈上的數字資產的轉移。關于智能合約的更多介紹見相關冷知識專欄討論。

在以太坊白皮書中，維塔利克認為，在以太坊上可以開發三大類應用（見圖1）：

金融應用（financial）：為用戶提供更強大的的方法，用他們的錢去管理和參與合約。這些應用包括子貨幣、金融衍生品、對沖合約、儲蓄錢包、遺囑，甚至雇用合約。
半金融應用（semi-financial）：這里有錢的存在，但非金錢的方面所占的比例也很重。一個好例子是為了解決計算問題而設的自動執行的懸賞。
非金融應用（non-financial）：如在線投票和去中心化治理等。

以太坊的最初設計目標是建立一個智能合約和去中心化應用平臺，它和比特幣區塊鏈的最大不同是，它包括了一個圖靈完備的編程語言（Solidity）。利用 Solidity，我們可以在以太坊上更方便地編寫“智能合約”，以太坊也提供了一個代碼運行環境——以太坊虛擬機（EVM）。有了這些，在以太坊區塊鏈上，邏輯上我們就可以開發去中心化應用（decentralized application）了。去中心化應用常被簡寫為 DAPP，現在它通常指利用了區塊鏈技術的網站或移動 App 應用（見圖2）。

圖2：從比特幣區塊鏈到以太坊區塊鏈

詳解以太坊之二：用智能合約管理數字資產與 ERC20 通證標準

我們現在看到，以太坊并沒有像最初設想的那樣，從比特幣區塊鏈的加密數字貨幣功能跨出兩大步，成為應用的平臺。按梅蘭妮·斯萬的區分，區塊鏈 1.0 是貨幣，區塊鏈 2.0 是合約，區塊鏈 3.0 是應用，而以太坊的初始目標是建立智能合約和去中心化應用平臺。在實踐中，它跨出了一步或者說半步：以太坊區塊鏈上最常用的功能并非去中心化應用，而是編寫智能合約，更符合實際情況的說法是，編寫智能合約以管理用通證表示的數字資產。

這可能是區塊鏈這個新興技術在發展和應用過程中的必然階段，一個新技術總會首先被用于當前條件下最適用的領域。

為了理解通證與數字資產，我們再來對比一下比特幣和以太坊。

在比特幣的二次開發或應用中，最廣為人知的是眾多的替代幣。人們簡單修改比特幣開源代碼的參數，然后就可以用這個代碼運行一個新的區塊鏈，創建新的替代幣。

在以太坊的二次開發或應用中，最為廣泛的是基于它的智能合約創建符合ERC20標準的通證。以太坊的智能合約將創建通證的門檻降到了很低（見圖3）。

圖3：從比特幣到以太坊：智能合約與通證

以太坊還將進行代幣眾籌的門檻降到了很低。在以太坊區塊鏈上，代幣眾籌的流程是，一個區塊鏈應用項目的團隊在以太坊上創建一種通證，然后投資者可以用自己的以太幣按照規則兌換項目的通證。代幣眾籌與后來的名字（首次代幣發行（ICO））在2017年大為盛行后又陷入巨大爭議，這個機制被濫用了。

2017年9月4日，中國人民銀行等七部委發布公告叫停首次代幣發行（ICO），本書這里提及 ICO 僅為對以太坊區塊鏈的技術進行探討。

公告指出，“近期，國內通過發行代幣形式包括首次代幣發行（ICO）進行融資的活動大量涌現，投機炒作盛行，涉嫌從事非法金融活動，嚴重擾亂了經濟金融秩序”。

公告認為，“代幣發行融資是指融資主體通過代幣的違規發售、流通，向投資者籌集比特幣、以太幣等所謂‘虛擬貨幣’，本質上是一種未經批準非法公開融資的行為，涉嫌非法發售代幣票券、非法發行證券以及非法集資、金融詐騙、傳銷等違法犯罪活動”。

公告要求，“本公告發布之日起，各類代幣發行融資活動應當立即停止。已完成代幣發行融資的組織和個人應當做出清退等安排，合理保護投資者權益，妥善處置風險”。“本公告發布之日起，任何所謂的代幣融資交易平臺不得從事法定貨幣與代幣、‘虛擬貨幣’相互之間的兌換業務，不得買賣或作為中央對手方買賣代幣或‘虛擬貨幣’，不得為代幣或‘虛擬貨幣’提供定價、信息中介等服務”。

要真正了解代幣眾籌，我們可以回到以太坊的開始時刻。匿名的中本聰幾乎靠自己一個人設計和開發了比特幣系統，規劃它的經濟激勵模型，然后讓它在互聯網上自由生長。在比特幣項目中，他花費了多少開發資金，資金來源于何處，現在我們都再也無從了解，但合理的猜測是，總投入并不大。

但是，當維塔利克和團隊開發與運營以太坊時，它已經不太可能是一個宿舍里的作品，以太坊團隊需要資金來運轉。

在發布白皮書后，維塔利克吸引合伙人加入，建立了一個項目所需的商業和法律架構（一個瑞士公司以及后續的一個瑞士的非營利性基金會）。他和團隊一起進行項目的設計與開發。在2014年4月，以太坊發布了由聯合創始人加文·伍德（Gavin Wood）撰寫的技術白皮書。

以太坊技術白皮書見：https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf。

為了獲得所需的資金，在 2014 年 7 月到 8 月，以太坊進行了為期 42 天的在線眾籌：參與者可以用比特幣換取以太坊的通證——以太幣（當時叫ether）。

這個代幣眾籌可以看成是，面向比特幣持有者進行了一次以太幣的預售。在 2008 年前后，KickStarter、Indigogo 等產品眾籌網站開始逐漸建立，后來還出現了股權眾籌等各種形式。以太坊的眾籌可以說是這種產品眾籌方式的延續，不同的是：

它所籌集的不是法幣（法定貨幣），而是比特幣。
人們獲得的不是明確的商品或股權，而是換得了以太幣。

這個以太幣有什么用，代表什么權益，當時參與者均沒有對此進行多少探討。畢竟，這次代幣眾籌是在當時非常小的比特幣社區中進行的，帶有強烈的理想主義，很像是比特幣社區的成員們用自己手上的比特幣贊助了一個新區塊鏈的開發。

通過這次代幣眾籌，以太坊獲得了 31531 個比特幣，按當時的比特幣價格換算，它獲得了 1843 萬美元，這是當時排名第二的眾籌項目。

2015 年 6 月 30 日，以太坊的首個版本正式上線，預挖的 7200 萬枚以太幣被分配給眾籌參與者與項目團隊（見圖4）。在之前的眾籌中，以太坊共售出了 6010 萬枚以太幣。到此，以太坊的代幣眾籌過程就完成了。

圖4：以太幣的供給：從7200萬枚到1億枚

資料來源：https://www.etherchain.org/charts/totalEtherSupply。

由于之后比特幣的價格大幅波動，眾籌獲得大量比特幣的以太坊項目還經歷了幾個插曲。比如，由于比特幣價格暴跌，而以太坊基金會沒有在高點把手中的比特幣換成法幣，它用以支付各項費用的法幣資金短缺，不得不大幅度削減預算。

2015 年 9 月，中國萬向集團旗下的基金用 50 萬美元向以太坊基金會“購買”了41.6萬枚以太幣。按2018年5月以太幣處于較低點的價格計算，這批以太幣的價值仍超過2億美元。這常被認為是一次“贊助”，是對當時資金困難的以太坊基金會的支持。

在發展的一開始，以太坊有了這樣一個成功的代幣眾籌，這一思路很自然地被發揚光大。

在 2015 年 11 月 19 日，以太坊的主要開發者費邊·沃格爾斯特勒（Fabian Vogelsteller）向社區提議了 ERC20 標準。

ERC 是 Ethereum Request for Comment 的縮寫，除了 ERC20 這個可互換通證標準之外，主要采用的標準還有 ERC721 不可互換通證標準（non-fungible tokens），它也被稱為契約（deeds）。在 2018 年年底大為流行的加密貓（CryptoKitty）是基于 ERC721 通證標準發行的。

ERC20 最初的建議見：https://github.com/ethereum/eips/issues/20，最終標準文件見：https://github.com/ethereum/EIPs/blob/master/EIPS/eip-20.md。ERC721標準地址見：https://github.com/ethereum/EIPs/blob/master/EIPS/eip-721.md。

這是一個用以太坊區塊鏈智能合約發行可互換通證（fungible token）的方案。所謂可互換通證，指的是每一個通證都是一模一樣的，比如任何兩張 100 美元的價值是完全相同的，又比如你持有的一家上市公司的1萬股普通股股票和我持有的 1 萬股普通股是可互換的。

另一種方案是在 2018 年 6 月正式獲得以太坊社區認可的 ERC721 通證標準，它是不可互換通證（non-fungible token）。不可互換通證的參照物是棒球卡、郵票等收藏品等，比如我的一本專門題名給我的簽名書和你的同一本書是不同的，二者不可互換。

有了 ERC20 通證標準，我們可以在以太坊上很簡單地編寫一個智能合約，創建表示價值的通證。雖然這些通證所表示的價值是什么仍不明確，但大量的通證已經被創建出來。截至 2018 年 5 月，在以太坊上有 8 萬多種創建 ERC20 標準通證的智能合約。

在 2017 年，這些符合 ERC20 標準的通證的重要用途是被用于首次代幣發行的籌資，人們可以用以太幣按照項目方設定的兌換率來換取這些通證，而項目方獲得以太幣形式的資金。

以太坊區塊鏈及其智能合約、ERC20 通證標準提供了簡單地創建代表價值的通證的技術方案，最終在 2017 年造成了通證的大爆發。這些通證在各個國家或地區的合規是一個引起激烈爭論的議題。但不管怎樣，從技術上講，以太坊的實際功能是數字資產系統，因而從區塊鏈 1.0 到區塊鏈 2.0，是從“數字現金”到“數字資產”（見圖5）。